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板形良好和板厚精度是现代轧制技术中两大重要指标。板厚自动控制技术(AGC)目前已经形成了前馈,张力,流量式等控制方法;而由于板形的测量困难,板形自动控制技术(AFC)尚不成熟,现行的板形表示方法采用较为普遍的波形表示法。带钢板厚主要由轧机液压压下控制,带钢板形主要由液压弯辊机构控制。由于板厚板形系统的强耦合,非线性及时变等特性,使得压下与弯辊的任一机构的动作都会对其另一个参数产生影响,从而对板形板厚综合控制系统的控制带来困难。因此,板形板厚的解耦成为轧制过程自动化必须要解决的问题。 研究板形板厚综合系统时,必须将板形板厚看作一个整体系统来建立AFC-AGC综合数学模型。其中,板厚控制技术已经较为成熟,现在应用的多种AGC模型各有其优劣,本文采用英国钢铁协会的BISRA-AGC模型和以张力差为参数的AFC模型作为参考对象,将其进行数学变换,并找出耦合因子,建立AFC-AGC动态数学模型。 解耦技术已经成功运用到工业生产当中,文中采用对角解耦技术,根据AFC-AGC综合数学模型,将耦合系统解耦成为可单独控制的子系统。将成熟的PID控制器应用到解耦当中,仿真得出较好的板形板厚输出响应。 随着人工智能(AI, Artificial Intelligent)的不断发展,AI技术在德国,日本的轧制过程中已有应用先例。本文介绍了模糊控制的原理及规则,并建立模糊控制系统与传统PID相结合,设计出Fuzzy-PID控制器,将PID参数的变化量作为输出,对PID系统进行在线调节。 本文以西南不锈1450mm热轧带钢生产线F6机架工程实际数据为仿真参数,建立参数自适应模糊PID仿真模型,运用MATLAB对其仿真,得出满意结果。仿真结果标明:Fuzzy-PID不仅可以实现板形板厚的解耦作用,而且超调小,系统响应时间快,稳态误差小。弯辊动作给板厚带来的影响只有-810级,耦合影响基本消除;轧机压下机构动作给板形带来的影响也降到-410级,完全满足带钢生产技术指标。